【摘要】 残余应力的存在会导致较软的物体缓慢变形,进而导致物体尺寸的改变以至于机械加工工件尺寸不合格

残余应力系列8-残余应力的去除和调整

残余应力的存在会导致较软的物体缓慢变形,进而导致物体尺寸的改变以至于机械加工工件尺寸不合格,不合格的部件嵌入整台仪器造成仪器精度不准确成为废品,较脆的铸造锻造工件会受到残余应力的影响出现裂纹甚至断裂,同时对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命等,也有着十分重要的影响。

根据不同的构件和残余应力产生的过程,正确选择消除残余应力的方法,可以有效地降低残余应力的危害作用,消除和调整残余应力的方法可分为热作用法和机械作用法,除这两类外,还存在其他的一些方法,下面对常用的方法进行简单的介绍。

  • 去应力退火是消除焊接残余应力、铸造残余应力、机械加工残余应力最常用和有效的方法之一。一般的退火是把构件在较高的温度下保温一段时间,然后再进行缓冷的工艺方法。
  • 回火是淬火后按照不同硬度要求进行的加热工艺,在回火过程中可以有效消除淬火产生的残余应力。在100~200℃回火,可消除相当大的一部分残余应力同时又能够避免组织变化。随着回火温度的升高,残余应力去除的部分显著增大,当回火温度达到450℃及以上时,残余应力已完全消除。
  • 加静载使有残余应力的部位发生屈服而使残余应力松弛,包括反复弯曲法、旋转扭曲法和拉伸法。加动载则分为振动或锤击法,可消除残余应力。其中,振动处理主要用于铸件和焊接件和一定结构的锻件锤击处理主要用于焊接件,在焊接过程中进行,可部分消除残余应力。振动时效处理是消除残余应力、减少变形以及保持工件尺寸稳定的一种新方法。可用于铸造件、锻件、切削加工工件等。它是以激振的形式,将机械能加到含有大量残余应力的工件内,引起工件金属内部晶格错位蠕变,使金属的结构状态稳定,以减少和消除工件的内应力。
  • 采用合理的工艺结构:避免厚薄不匀,尖角结构等。
  • 合理安排工艺路线:对于大型零件,由于粗、精加工一般安排在一个工序内进行,故粗加工后先将工件松开,使其自由变形,再以较小的夹紧力夹紧工件进行精加工。

 

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